ES2887959T3

ES2887959T3 - Junta de válvula

Info

Publication number: ES2887959T3
Application number: ES18193779T
Authority: ES
Inventors: Steven Wortmann; Douglas Dole
Original assignee: Victaulic Co
Current assignee: Victaulic Co
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-09-14
Publication date: 2021-12-29
Anticipated expiration: 2036-09-14
Also published as: CL2018003093A1; EP3447347B1; JP2019152335A; MX2022004279A; DK3447347T3; JP2018530714A; BR112018005300A2; ES2870035T3; CA2994013C; PL3350489T3; TW201716712A; HK1248792A1; CA3080987C; PL3447347T3; WO2017048791A1; TWI714632B; BR112018005300B1; KR102084614B1; CL2018003094A1; EP3350489A4

Abstract

Una junta para una válvula que tiene un miembro de cierre de válvula, comprendiendo dicha junta: un revestimiento (52, 156) hecho de un material flexible y resistente, y dicho revestimiento (52, 156) comprende un primer anillo (54) que tiene una superficie interior (54a) que rodea un orificio (40), acoplándose dicha superficie interior en obturación a dicho miembro de cierre de válvula; caracterizada por unos lóbulos primero (56, 164) y segundo (58, 166) situados en lados opuestos de dicho primer anillo (54), extendiéndose dichos lóbulos (56, 58, 164, 166) circunferencialmente alrededor de dicho primer anillo (54) y proyectándose en direcciones opuestas entre sí a lo largo y hacia un eje (53) coaxial con dicho orificio (40); en la que cada uno de dichos lóbulos comprende una banda (122) que tiene un primer borde (124) unido a dicho primer anillo (54) y un segundo borde (126) dispuesto de forma opuesta que comprende una superficie de obturación (128) que está orientada hacia dicho eje.

Description

DESCRIPCIÓN

Junta de válvula

Campo de la invención

Esta invención se refiere a una junta para una válvula que tiene un miembro de cierre de válvula.

Antecedentes

Los acoplamientos mecánicos para unir elementos de tuberías de extremo a extremo comprenden segmentos interconectables que pueden rodear circunferencialmente las porciones extremas de elementos de tuberías alineados coaxialmente. El término "elemento de tubería" se utiliza en la presente memoria descriptiva para describir cualquier elemento o componente con forma de tubería. Los elementos de tubería incluyen piezas de tubería, accesorios de tubería, tales como codos, tapones y piezas en T, así como componentes de control de fluidos, tales como válvulas, reductores, filtros, restrictores, reguladores de presión y otros similares.

Cada segmento de acoplamiento mecánico comprende una carcasa que tiene proyecciones que se extienden hacia el interior desde la carcasa y se aplican, por ejemplo, a las superficies exteriores de elementos de tuberías de diversas configuraciones, incluyendo, por ejemplo, elementos de tuberías que tienen ranuras circunferenciales. La aplicación entre las proyecciones y los elementos de tubería proporciona una restricción mecánica a la junta y asegura que los elementos de la tubería permanezcan acoplados incluso bajo alta presión interna y fuerzas externas. Las carcasas definen un canal o cavidad anular que recibe una junta o empaquetadura anular, típicamente un anillo elastomérico que se acopla a los extremos de cada elemento de tubería y coopera con los segmentos y los elementos de tubería para proporcionar una junta estanca a los fluidos. Los segmentos tienen miembros de conexión, típicamente en forma de orejetas que se proyectan hacia fuera desde las carcasas. Las orejetas están adaptadas para recibir sujetadores, tales como tuercas y pernos, que se pueden ajustar para tirar de los segmentos uno hacia el otro.

Los acoplamientos mecánicos de acuerdo con la técnica anterior tienen proyecciones curvadas continuas en los segmentos que se aplican a las superficies exteriores de los elementos de tubería que están uniendo de extremo a extremo. Estas proyecciones curvadas forman parte de la estructura de los segmentos, comúnmente denominados "chavetas" del acoplamiento. Las chavetas pueden aplicarse a la superficie exterior del elemento de tubería en varias configuraciones, incluyendo, por ejemplo, elementos de tubería que tienen ranuras circunferenciales.

Las proyecciones curvadas de los acoplamientos de la técnica anterior suelen tener superficies curvadas con un radio de curvatura que coincide sustancialmente con el radio de curvatura de la superficie exterior del elemento de tubería al que se pretende aplicar. En el caso de los acoplamientos utilizados con elementos de tubería ranurados, los radios de curvatura de las superficies curvadas son más pequeños que los radios de curvatura de las superficies exteriores de los elementos de tubería fuera de las ranuras, de modo que las proyecciones se ajusten dentro de las ranuras y se apliquen a las mismas.

Procedimientos para asegurar elementos de tuberías en relación de extremo a extremo comprenden un procedimiento de instalación secuencial cuando se utilizan acoplamientos mecánicos de acuerdo con la técnica anterior. Normalmente, el técnico recibe el acoplamiento con los segmentos atornillados y la junta anular capturada dentro de los canales de los segmentos. El técnico desmonta en primer lugar el acoplamiento desatornillándolo, retira la obturación anular, la lubrica (si no está prelubricada) y la coloca alrededor de los extremos de los elementos de tubería que se van a unir. La instalación de la obturación anular suele requerir que se lubrique y se estire para acomodar los elementos de tubería. Una vez colocada la obturación anular en ambos elementos de tubería, los segmentos se colocan de uno en uno extendiéndose sobre los extremos de los elementos de tubería y capturando la obturación anular contra ellos. Durante la colocación, los segmentos se aplican a la obturación, las proyecciones se alinean con las ranuras, los pernos se insertan a través de las orejetas, las tuercas se roscan en los pernos y se aprietan, tirando de los segmentos de acoplamiento uno hacia otro, comprimiendo la obturación y aplicando las proyecciones en el interior de las ranuras.

Como es evidente de la descripción anterior, la instalación de acoplamientos mecánicos de tuberías de acuerdo con el estado de la técnica requiere que el técnico manipule normalmente al menos siete piezas individuales (y más cuando el acoplamiento tiene más de dos segmentos), y debe desmontar y volver a montar totalmente el acoplamiento. Se ahorraría mucho tiempo, esfuerzo y gastos si el técnico pudiera instalar un acoplamiento mecánico de tuberías sin tener que desmontarlo totalmente y volver a montarlo, pieza por pieza.

Además, cuando se coloca una válvula dentro de una tubería se necesitan dos acoplamientos, uno en el lado de admisión de la válvula y otro en el lado de salida de la misma. Sería claramente ventajoso combinar la función de una válvula y un acoplamiento para mejorar la eficiencia de la instalación.

El documento US 2008/173841 A1 desvela una junta para una válvula de acuerdo con la técnica anterior.

Sumario

La invención abarca una junta para una válvula de acuerdo con la reivindicación independiente 1 o la reivindicación independiente 6. Las realizaciones preferentes se desvelan en las reivindicaciones dependientes adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista isométrica de una combinación de válvula y acoplamiento, comprendiendo dicha válvula una junta de acuerdo con la invención;

la figura 2 es una vista isométrica en despiece ordenado de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1, que muestra una junta de acuerdo con la invención;

la figura 2A es una vista isométrica de un componente de una combinación de válvula y acoplamiento;

las figuras 3, 3A y 4 son vistas en sección parcial de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1, que muestran una junta de acuerdo con la invención;

las figuras 5 y 6 son vistas en sección longitudinal de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1, que muestran una junta de acuerdo con la invención;

la figura 7 es una vista en sección transversal de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

la figura 8 es una vista isométrica de un componente de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

las figuras 9 y 10 son vistas en sección parcial de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1, que muestran una junta de acuerdo con la invención;

la figura 11 es una vista en sección transversal de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

la figura 12 es una vista axial de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

la figura 13 es una vista isométrica de un componente de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

la figura 14 es una vista parcial de la combinada de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 12 a escala ampliada;

la figura 15 es una vista axial de un componente de la válvula de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

la figura 16 es una vista isométrica de los componentes de la combinada de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

la figura 17 es una vista en sección transversal parcial de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

la figura 18 es una vista en sección transversal de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

la figura 19 es una vista en sección transversal parcial de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1;

las figuras 20 - 25 son vistas parciales en sección transversal de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 1, mostrando las figuras 22-25 una junta de acuerdo con la invención;

la figura 26 es una vista isométrica de otra combinación de válvula y acoplamiento, comprendiendo dicha válvula una junta de acuerdo con una realización adicional de la invención;

la figura 27 es una vista isométrica en despiece ordenado de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 26, que muestra la junta de acuerdo con la realización adicional de la invención;

las figuras 28 - 31 son vistas en sección longitudinal de la combinación de válvula y acoplamiento que se muestra en la figura 26, mostrando las figuras 28 y 29la junta de acuerdo con la realización adicional de la invención; y la figura 32 es una vista isométrica de una combinación de válvula y acoplamiento, comprendiendo dicha válvula una junta de acuerdo con la invención.

Descripción detallada

Las figuras 1 y 2 muestran una realización a modo de ejemplo de una combinación de válvula y acoplamiento, comprendiendo dicha válvula una junta de acuerdo con la invención, en lo sucesivo denominada "válvula". La válvula 10 comprende una pluralidad de segmentos, en este ejemplo los segmentos primero y segundo 12 y 14 unidos extremo a extremo rodeando un espacio central 16. Los miembros de conexión primero y segundo 18 y 20 están situados en los extremos opuestos de al menos dos segmentos (en este ejemplo cada segmento 12 y 14) para efectuar la unión de extremo a extremo de los segmentos. Los miembros de conexión 18 y 20 son ajustables apretadamente para tirar de los segmentos 12 y 14 uno hacia el otro y en aplicación con los elementos de tubería 22 y 24 (véase la figura 31) para unir los elementos de tubería de extremo a extremo. En este ejemplo, los miembros de conexión comprenden orejetas 26 que tienen orificios 28 que reciben elementos de fijación tales como el perno 30 y la tuerca 32 que permiten un apriete ajustable.

Como se muestra en la figura 2, la válvula 10 comprende además un cuerpo de válvula 34 posicionado dentro del espacio central 16 y capturado entre los segmentos 12 y 14. El cuerpo de válvula 34 tiene una superficie exterior 36 que está orientada a los segmentos 12 y 14, y una superficie interior 38 que define un orificio 40 a través del cuerpo de válvula. Un miembro de cierre de la válvula 42 está situado dentro del orificio 40 y es movible entre una configuración abierta y una cerrada. En este ejemplo, el miembro de cierre 42 comprende un disco 44 montado de forma rotativa dentro del cuerpo de válvula 34. El disco 44 está montado en un vástago 46 para realizar la rotación entre las configuraciones abierta y cerrada. Una parte del vástago 46 se extiende a través de un cuello 48 en el cuerpo de válvula 34. El cuello 48 se extiende a través del primer segmento 12 para permitir que una manivela 50 (véase la figura 32) u otra forma de actuador se una al vástago 46 para efectuar la apertura y el cierre de la válvula 10.

Como se muestra en las figuras 2 y 3, una junta de acuerdo con la invención, comprendiendo la junta un revestimiento 52, recubre la superficie interior 38 del cuerpo de válvula 34. El revestimiento 52 está hecho de un material flexible y resistente, tal como un elastómero o uretano. En esta realización, el revestimiento 52 comprende un anillo 54 que tiene una superficie interior 54a que rodea el orificio 40 y se acopla en obturación al miembro de cierre 42 de la válvula cuando está en la configuración cerrada (que se muestra en la figura 3). Los lóbulos primero y segundo 56 y 58 están situados en lados opuestos del anillo 54. Los lóbulos 56 y 58 se extienden circunferencialmente alrededor del anillo 54 y se proyectan en direcciones opuestas entre sí a lo largo de un eje 53 coaxial con el orificio 40. Como se muestra en la figura 3, una porción 56a y 58a de cada lóbulo rodea una porción de la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34. Como se muestra en las figuras 3 y 5, cada segmento 12 y 14 tiene unas proyecciones primera y segunda 60 y 62 dispuestas circunferencialmente y situadas en lados opuestos de los segmentos 12 y 14. Las proyecciones 60 y 62 se aplican al cuerpo de válvula 34 y lo aseguran dentro del espacio central 16. Con este fin, las proyecciones 60 y 62 se extienden hacia el espacio central 16 y pueden ser circunferencialmente continuas, como se muestra en la figura 2, o intermitentes, tomando la forma de dientes como se muestra en la figura 2A. Como se muestra en la comparación de las figuras 3 y 4, cuando los miembros de conexión 18 y 20 (véase la figura 1) se aprietan de forma ajustable para tirar de los segmentos 12 y 14 uno hacia el otro, las primeras proyecciones 60 se aplican a la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34. Es ventajoso formar ranuras circunferenciales 64 y 66 para recibir respectivamente las proyecciones 60 y 62. Las relaciones geométricas de las proyecciones 60 y 62 y las ranuras 64 y 66 son tales que el cuerpo de válvula 34 queda centrado y asegurado dentro del espacio central 16 definido por los segmentos 12 y 14 por la aplicación mecánica entre las proyecciones y las ranuras.

La porción 56a del primer lóbulo 56, cuando está presente, también rodea la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34 y proporciona una junta entre las proyecciones 60 y el cuerpo de válvula. Las segundas proyecciones 62 también se aplican a la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34. La porción 58a del segundo lóbulo 58, cuando está presente, rodea la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34 y proporciona una junta entre las proyecciones 62 y el cuerpo de válvula. Las figuras 3 y 5 muestran los segmentos 12 y 14 en una relación de separación, como aparecerían antes de que los elementos de tubería se inserten en el espacio central 16, y las figuras 4 y 6 muestran los segmentos 12 y 14 como aparecerían una vez que los miembros de conexión 18 y 20 se aprietan para aplicar los segmentos a los elementos de tubería y conectarlos extremo a extremo (los elementos de tubería no se muestran por claridad, véase la figura 32). Como se muestra en las figuras 4 y 6, las porciones 56a, 58a de los lóbulos 56 y 58 están comprimidas entre las proyecciones circunferenciales 60 y 62 y la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34 cuando se tira de los segmentos 12 y 14 para formar una unión. La aplicación entre las proyecciones circunferenciales 60 y 62 y las porciones de lóbulo 56a y 58a sirve para evitar la dislocación del revestimiento 52 con respecto al cuerpo de válvula 34 debido a las fuerzas que actúan sobre el revestimiento 52 por el miembro de cierre de la válvula 42 cuando se opera la válvula. La aplicación entre las proyecciones circunferenciales 60 y 62 y las porciones de lóbulo 56a y 58a, que comprime y deforma los lóbulos 56 y 58 contra la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34 también sirve para situar y asegurar el cuerpo de válvula 34 en relación con los segmentos 12 y 14, como se ha explicado más arriba.

Como se muestra en la figura 7, es ventajoso que los segmentos 12 y 14 se proporcionen en un estado premontado, es decir, unidos uno al otro por medio de sujetadores 30, 32 pero mantenidos en relación de separación, por ejemplo, a una distancia suficiente para permitir la inserción de elementos de tubería en el espacio central 16. El estado premontado de la válvula 10 permite formar una unión sin necesidad de desmontar en primer lugar la válvula y volver a montarla después, con lo que se consigue un importante ahorro de tiempo. Para ello, los cuerpos de soporte primero y segundo 68 y 70 se colocan adyacentes a los miembros de conexión primero y segundo 18 y 20. En el ejemplo que se muestra en las figuras 7, 8 y 9, cada uno de los cuerpos de soporte 68 y 70 tiene una superficie 72 que está orientada hacia el cuerpo de válvula 34 y se aplica al revestimiento 52. Los cuerpos de soporte 68 y 70 también tienen al menos unos postes primero y segundo 74 y 76. Los postes 74 y 76 se extienden fuera del espacio central 16 y están en relación de separación uno con el otro. En el estado premontado, los segmentos 12 y 14 están soportados en relación de separación sobre los postes 74 y 76 y en el revestimiento 52. Los cuerpos de soporte 68 y 70 cooperan de esta manera con el revestimiento para soportar los segmentos 12 y 14 en relación de separación. La separación entre los postes 74 y 76 determina la separación entre los segmentos 12 y 14 cuando se encuentran en el estado pre -montado y la separación está dimensionada para permitir la inserción de los elementos de tubería en el espacio central 16. En el ejemplo que se muestra, hay dos conjuntos de postes 74 y 76. Los cuerpos de soporte 68 y 70, en este ejemplo, están estampados a partir de chapa metálica.

Las figuras 4, 6, 10 y 11 muestran la válvula 10 después de que los miembros de conexión 18 y 20 estén ajustados apretadamente. Como se muestra en la figura 11, los postes 74 y 76 se acomodan dentro de las cavidades 78 y 80 orientados hacia el espacio central 16 y posicionados adyacentes a los miembros de conexión 18 y 20 en los segmentos 12 y 14. Las cavidades 78 y 80 están definidas por superficies de rampa 82 orientadas angularmente (véase la figura 2) que guían los cuerpos de soporte 68 y 70 al interior de las cavidades 78 y 80 cuando los segmentos 12 y 14 se estiran juntos. Como se muestra en la figura 10, en esta configuración los cuerpos de soporte 68 y 70 ayudan a soportar los lóbulos 56 y 58 en la proximidad de los miembros de conexión para evitar la extrusión de los lóbulos cuando están bajo presión. El soporte para los lóbulos 56 y 58 es a través del contacto con las superficies 72 de los cuerpos de soporte 68 y 70. Como la válvula 10 puede ser pesada en los elementos de tubería de mayor diámetro, con un centro de gravedad desplazado del eje longitudinal de la tubería, es ventajoso tomar medidas para evitar la rotación de la válvula con respecto a los elementos de tubería. Los dispositivos antirrotación impedirán que la válvula rote por su propio peso, así como que rote cuando se aplique una fuerza para accionar la válvula, por ejemplo, cuando se gire una manivela (véase la figura 32). La rotación relativa entre la válvula 10 y los elementos de tubería se evita en este ejemplo, como se muestra en las figuras 12 y 13, mediante la disposición de una pluralidad de dientes 84 sobre los cuerpos 68 y 70. Los dientes 84 están dispuestos en los lados opuestos del revestimiento 52 y se proyectan hacia el espacio central 16 para aplicarse a los elementos de tubería 22 y 24 (se muestra el 24) cuando los segmentos se acercan uno al otro apretando de forma ajustable los miembros de conexión 18 y 20, como se muestra en la figura 14.

Otra realización del cuerpo de soporte a modo de ejemplo se muestra en la figura 15, en la que los cuerpos de soporte 86 y 88 están unidos al cuerpo de válvula 34 en lugares correspondientes a la interfaz entre los segmentos 12 y 14 (no mostrados). Los cuerpos de soporte 86 y 88 se muestran en detalle en la figura 16 y cada uno comprende una base 90 que tiene una superficie 92 que está orientada al cuerpo de válvula 34 y un resalte 94 que se extiende fuera del espacio central 16. Para las válvulas 10 que tienen cuerpos de soporte 86 y 88 en estado premontado, los segmentos 12 y 14 están soportados en relación de separación sobre los resaltes 94 y el revestimiento 52. Los cuerpos de soporte 86 y 88 cooperan de esta manera con el revestimiento para soportar los segmentos 12 y 14 en relación de separación. La anchura 96 de los resaltes 94 determina el espacio entre los segmentos 12 y 14 cuando están premontados, y la separación está dimensionada para permitir la inserción de los elementos de tubería en el espacio central 16. En el ejemplo que se muestra, los cuerpos de soporte 86 y 88 son estampados de chapa metálica.

Como se muestra en la figura 15, los resortes primero y segundo 98 y 100 se colocan adyacentes a cada base 90 en los extremos opuestos de cada cuerpo de soporte 86 y 88. Como se muestra en la figura 16, los resortes 98 y 100 están en voladizo desde la base 90 en este ejemplo, y comprenden placas que tienen una forma de sección transversal en "W". La forma de la sección transversal está definida por un vértice 102 situado entre las patas primera y segunda 104 en lados opuestos del vértice 102. Como se muestra en la figura 17, cada cuerpo de soporte (se muestra el 88) está montado en el cuerpo de válvula 34 por medio de un sujetador 106 que pasa a través del resalte 94. Un resorte de base 108 puede estar situado entre la base 90 y el cuerpo de válvula 34 para controlar el movimiento radial de los cuerpos de soporte 88 y 90 en relación con el cuerpo de válvula. Como se muestra en la figura 18, los resortes de base 108 sitúan los cuerpos de soporte 88 y 90 y los fuerzan hacia fuera contra los segmentos 12 y 14 y pueden tener una rigidez diseñada para soportar los segmentos en una relación de separación suficiente para permitir la inserción de elementos de tubería en el espacio central 16 sin desmontar el acoplamiento de su estado premontado.

Los resortes primero y segundo 98 y 100 unidos a la base 90 de cada cuerpo de soporte 88 y 90 operan entre el cuerpo de válvula 34 y los segmentos 12 y 14. Como se muestra en la figura 19, el cuerpo de válvula 34 tiene un perfil exterior 110 que está conformado para interajustarse dentro de los vértices 102 de los resortes 98 y 100 (se muestra el 100) y soportarlos. En este ejemplo, el perfil exterior 110 comprende una cresta 112 que se proyecta hacia fuera del cuerpo de válvula 34, siendo la forma de la cresta 112 complementaria al vértice 102 de los resortes 98 y 100. El soporte de los resortes 98 y 100 por la cresta 112 permite que las patas 104 de los resortes 98 y 100 soporten flexiblemente los segmentos 12 y 14 en el cuerpo de válvula 34 (véase la figura 20). Una comparación de las figuras 20 y 21 muestra los resortes 98 y 100 en acción (véase la figura 98). A medida que los miembros de conexión 18 y 20 (véase la figura 18) se aprietan de forma ajustable para tirar de los segmentos 12 y 14 hacia el cuerpo de válvula 34, las patas 104 de los resortes 98 y 100 se aplican a los segmentos y el vértice 102 de cada resorte se apoya en el reborde 112 (figura 21). La interposición de los resortes 98 y 100 entre el cuerpo de válvula 34 y los segmentos 12 y 14 ayuda a bloquear el cuerpo de válvula dentro del conjunto, de manera que el cuerpo de válvula es relativamente rígido dentro de los segmentos 12 y 14. El grado de rigidez viene determinado por la rigidez de los resortes 98 y 100. El control de la rigidez entre el cuerpo de válvula 34 y los segmentos 12 y 14 permite que la válvula soporte mejor las altas cargas axiales que se producen cuando la válvula está cerrada, y conduce a una mejor estanqueidad entre el disco 44 y la junta (revestimiento 52) y la válvula y los elementos de tubería que están conectados. La colocación de los resortes 98 y 100 entre el cuerpo de válvula 34 y los segmentos 12 y 14 también compensa mejor las variaciones de tolerancia dimensional entre los distintos componentes para proporcionar un ajuste con tolerancias menos estrictas.

Como se muestra en las figuras 3 y 5, cada segmento 12 y 14 comprende un canal 114 que se extiende circunferencialmente alrededor de los segmentos y está orientado al espacio central 16. Los canales 114 están definidos por unas superficies laterales primera y segunda 116 y 118 situadas en lados opuestos de los segmentos 12 y 14. Una superficie trasera 120 se extiende entre las superficies laterales. Los lóbulos 56 y 58 se reciben dentro del canal 114. En la realización de acuerdo con la invención que se muestra, cada uno de los lóbulos 56 y 58 comprende las bandas primera y segunda 122 respectivas. Cada banda 122 tiene un primer borde 124 unido al anillo 54. Un segundo borde 126 está dispuesto de forma opuesta al primer borde 124 y comprende una superficie de obturación 128 que está orientada hacia el eje 53 y que se puede aplicar a los elementos de tubería para formar una junta hermética a los fluidos cuando la válvula 10 se une a los elementos de tubería como se describe a continuación. Como se ilustra más adelante en la figura 3, las porciones de lóbulo 56a y 58a, que rodean a las porciones de la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34, comprenden respectivamente unas tiras primera y segunda 130. Cada tira 130 tiene un primer borde 132 unido al anillo 54. Cada tira 130 es adyacente a una banda 122 respectiva y se extiende circunferencialmente alrededor del anillo 54. Las tiras 130 se proyectan una hacia la otra, siendo en este ejemplo paralelas al eje 53.

El primer lóbulo 56 tiene una primera superficie de lóbulo 56b que está orientada hacia la primera superficie lateral 116 del canal 114. El segundo lóbulo 58 tiene una segunda superficie de lóbulo 58b que está orientada hacia la segunda superficie lateral 118. Las figuras 4 y 6 muestran los lóbulos 56 y 58 asentados dentro de los canales 114, lo que ocurre cuando los miembros de conexión 18 y 20 (véase la figura 1) se aprietan de forma ajustable para tirar de los segmentos 12 y 14 uno hacia otro para formar una unión entre los elementos de tubería. Cuando los lóbulos 56 y 58 están asentados dentro del canal 114, las superficies 56b y 58b de los lóbulos entran en contacto con las superficies laterales 116 y 118 respectivas. Los lóbulos 56 y 58 se deforman de esta manera hacia un centro 134 del canal 114. Durante el asentamiento, los lóbulos 56 y 58 son comprimidos entre los segmentos 12 y 14 y los elementos de tubería 22 y 24. Las superficies de obturación 128 de los lóbulos 56 y 58 entran en contacto con las superficies exteriores de los elementos de tubería 22, 24 y forman una junta estanca al fluido como se muestra en las figuras 30 y 31. El acoplamiento mecánico entre la válvula 10 y los elementos de tubería 22, 24 se efectúa por medio de las chavetas primera y segunda 136 y 138 situadas en los lados opuestos de cada segmento 12 y 14. Cada chaveta 136, 138 se extiende circunferencialmente alrededor del espacio central 16 y se proyecta hacia el mismo. Cada chaveta tiene una superficie curvada 140 que se acopla a un elemento de tubería 22, 24 respectivo. En este ejemplo, el acoplamiento mecánico se produce por medio de una chaveta que se aplica a una ranura circunferencial 142 en los elementos de tubería 22 y 24 (véanse las figuras 30 y 31). La válvula 10 no está limitada a la tuberías ranurada, sino que también es compatible con tuberías de extremo liso, así como de extremo con reborde.

Como se muestra en la figura 3, cuando no están deformadas, las superficies de los lóbulos 56b y 58b están orientadas angularmente con respecto a las superficies laterales 116 y 118 respectivas del canal 114. En la realización a modo de ejemplo que se muestra, la orientación angular de los lóbulos 56 y 58 se efectúa orientando angularmente las bandas 122 que forman los lóbulos. Los ángulos de orientación 144 de aproximadamente 10° a aproximadamente 30° son prácticos, y un ángulo de orientación de aproximadamente 20° es ventajoso para ciertas realizaciones. Como se ilustra además en la figura 3, una anchura 146 del anillo 54 entre las superficies de los lóbulos primero y segundo 56b y 58b es mayor que la distancia más ancha 148 entre las superficies laterales primera y segunda 116 y 118 del canal 114. Estas relaciones geométricas, es decir, la relación angular entre las superficies 56b y 116 y 58b y 118, o la relación de anchura, entre los lóbulos 56 y 58 del anillo 54 y los canales 114 de los segmentos 12 y 14 proporcionan la deformación y el efecto de obturación de los lóbulos contra los elementos de tubería cuando se asientan dentro de los canales cuando se tira de los segmentos 12 y 14 conjuntamente para formar una obturación.

La figura 3A muestra otra realización del anillo 54 en la que cada una de las bandas 122 que forman los lóbulos 56 y 58 tienen una forma de sección transversal curvada 150. El efecto de obturación puede aumentarse aún más mediante el diseño de la forma no deformada de las superficies de los lóbulos 56b y 58b, así como la forma de las superficies laterales 116 y 118. Como se muestra en la figura 22, cuando están sin deformar, las superficies de lóbulo primera y segunda 56b y 58b pueden estar curvadas convexamente; la figura 23 muestra las superficies laterales 116 y 118 como curvadas convexamente y la figura 24 muestra tanto las superficies de lóbulo 56b y 58b como las superficies laterales 116 y 118 como curvadas convexamente. La figura 25 muestra un diseño en el que los lóbulos 56 y 58 están desplazados hacia el espacio central 16 por las porciones de extensión 152 respectivas.

En las figura 26 - 28 se muestra otro ejemplo de realización de la válvula 154 abarcada por la invención. La válvula 154 difiere de la válvula 10 en que la configuración de obturación comprende una revestimiento 156 y una cubierta 158. (Los otros componentes de la válvula 154 son sustancialmente los mismos que los de la válvula 10 y por lo tanto no es necesario repetir su descripción). El revestimiento 156 y la cubierta 158 están hechos de un material flexible y resistente, como elastómeros o uretanos. Como se muestra en las figuras 27 y 28, el revestimiento 156 se coloca dentro del cuerpo de válvula 34 y rodea el orificio 40 definido por el cuerpo de válvula. El revestimiento 156 se aplica de forma estanca al miembro de cierre de la válvula 42 (en este ejemplo, el disco 44) cuando está en la configuración cerrada. Como se muestra en la figura 28, las porciones 160 del revestimiento 156 se extienden alrededor del cuerpo de válvula hasta una posición entre el cuerpo de válvula 34 y los segmentos 12 y 14 en la que las porciones 160 se aplican a la cubierta 158. La aplicación entre las porciones de revestimiento 160 y la cubierta 158 efectúa una obturación entre el cuerpo de válvula 34 y los segmentos 12 y 14.

La cubierta 158 comprende un anillo 162 que tiene lóbulos primero y segundo 164 y 166 situados en lados opuestos. Los lóbulos 164 y 166 se reciben dentro del canal 114 de los segmentos 12 y 14. El primer lóbulo 164 tiene una primera superficie de lóbulo 164a que está orientada hacia la primera superficie lateral 116 del canal 114. El segundo lóbulo 166 tiene una segunda superficie de lóbulo 166a que está orientada hacia la segunda superficie lateral 118. La figura 29 muestra los lóbulos 164 y 166 asentados dentro de los canales 114, lo que ocurre cuando los miembros de conexión 18 y 20 (véase la figura 26) se aprietan de forma ajustable para tirar de los segmentos 12 y 14 uno hacia otro para formar una unión entre los elementos de tubería. Cuando los lóbulos 164 y 166 están asentados dentro del canal 114, las superficies 164a y 166a de los lóbulos entran en contacto con las superficies laterales 116 y 118 respectivas (comparar las figuras 28 y 29). Los lóbulos 164 y 166 se deforman de esta manera hacia un centro 120 (no mostrado, véase la figura 3 como referencia) del canal 114. Durante el asentamiento, los lóbulos se comprimen entre los segmentos 12 y 14 y los elementos de tubo 22 y 24 (no mostrados). Además, la cubierta 158 se comprime entre los segmentos 12, 14 y el cuerpo de válvula 34. Cada lóbulo 164 y 166 comprende una banda 168 respectiva que tiene una superficie de obturación 170 que entra en contacto con la superficie exterior de un elemento de tubería 22, 24 y forma una obturación estanca. Al igual que en la válvula 10, la aplicación mecánica entre la válvula 154 y los elementos de tubería 22, 24 se efectúa mediante las chavetas primera y segunda 136 y 138 situadas en lados opuestos de cada segmento 12 y 14. Cada chaveta 136, 138 se extiende circunferencialmente alrededor del espacio central 16 y se proyecta hacia el mismo. Cada chaveta tiene una superficie curvada 140 que se aplica a un elemento de tubería 22, 24 respectivo. En este ejemplo, la aplicación mecánica se produce por medio de una chaveta que se aplica a una ranura circunferencial 142 en los elementos de tubería 22 y 24 (véanse las figuras 30 y 31). La válvula 154 no se limita a las tuberías ranuradas, sino que también es compatible con las tuberías de extremo liso, así como las de extremo con reborde.

Como se muestra en la figura 28, cuando no están deformadas, las superficies de los lóbulos 164a y 166a están orientadas angularmente con respecto a las superficies laterales 116 y 118 respectivas del canal 114. Los ángulos de orientación 172 de aproximadamente 10° a aproximadamente 30° son prácticos, y un ángulo de orientación de aproximadamente 20° es ventajoso para ciertas realizaciones. Como se ilustra además en la figura 28, una anchura 174 de la cubierta 158 entre las superficies de lóbulo primera y segunda 164a y 166a es más ancha que la distancia más ancha 176 entre las superficies laterales primera y segunda 116 y 118. Estas relaciones geométricas, es decir, la relación angular entre las superficies 164a y 116 y 166a y 118, o la relación de anchura entre los lóbulos 164 y 166 de la cubierta 158 y los canales 114 de los segmentos 12 y 14 proporcionan la deformación y el efecto de obturación de los lóbulos contra los elementos de tubería cuando se asientan dentro de los canales cuando se tira de los segmentos 12 y 14 para formar una unión.

El efecto de obturación puede aumentarse mediante el diseño de la forma no deformada de las superficies de lóbulo 164a y 166a, así como de la forma de las superficies laterales 116 y 118. Se hace referencia a las figuras 22 - 25, en las que las superficies de lóbulo 164a y 166a y las superficies 116 y 118 pueden adoptar las mismas configuraciones que las que se muestran para las superficies de lóbulo 56a y 58a. El uso de la cubierta 158 en conjunto con el revestimiento 156 y sus porciones 160 previene la dislocación del revestimiento 156 en relación con el cuerpo de válvula 34 que puede ser causada por la acción del miembro de cierre de la válvula 42 contra el revestimiento 156 cuando la válvula es operada. La aplicación entre los segmentos 12 y 14 con el revestimiento 158 cuando los segmentos 12 y 14 se juntan para formar una unión también sirve para situar el cuerpo de válvula 34 en relación con los segmentos 12 y 14 por medio de las fuerzas de compresión ejercidas por los segmentos 12 y 14 a través del revestimiento 158, el revestimiento 156 y sus porciones 160, y contra el cuerpo de válvula 34.

Las figuras 30 - 32 ilustran la formación de una junta de tubería utilizando una válvula que comprende una junta de acuerdo con la invención. A modo de ejemplo, se ilustra la realización 10 de la válvula, entendiéndose que una descripción utilizando la realización 104 sería sustancialmente similar.

Como se muestra en la figura 30, la válvula 10 se encuentra en la configuración premontada con los segmentos 12 y 14 mantenidos en relación de separación, soportados sobre los postes 74 y 76 de los cuerpos de soporte 68 y 70 (ver también las figuras 7 y 8), estos cuerpos encuentran soporte en los lóbulos 56 y 58 del revestimiento 52. (En una realización alternativa que utiliza los cuerpos de soporte 86 y 88, los segmentos 12 y 14 serían soportados sobre los resaltes 94, véase la figura 16). Los segmentos también están soportados directamente en contacto con los lóbulos. Los sujetadores (pernos 30, tuercas 32) mantienen los segmentos contra los lóbulos 56, 58 y los postes 74, 76. La separación de los segmentos 12 y 14 es suficiente para permitir la inserción de los elementos de tubería. Como se muestra, el elemento de tubería 22 está insertado y el elemento de tubería 24 está a punto de ser insertado en el espacio central 16. En el momento de la inserción, la superficie exterior de los elementos de tubería se aplica a las superficies de obturación 128 de cada lóbulo 56, 58.

Como se muestra en la figura 31, una vez que se insertan los elementos de tubería 22, 24, los miembros de conexión 18, 20 (véase también la figura 11) se aprietan de forma ajustable (se aprietan los pernos 30 y las tuercas 32), tirando de esta manera de los segmentos 12 y 14 uno hacia el otro. A medida que los segmentos se acercan el uno al otro, las superficies laterales primera y segunda 116, 118 se aplican respectivamente a las superficies de los lóbulos 56b y 58b, deformando de esta manera los lóbulos 56, 58 (véanse también las figuras 3 y 4) y comprimiéndolos entre los segmentos 12 y 14 y las superficies exteriores de los elementos de tubería 22, 24 para formar una junta estanca a los fluidos sobre los elementos de tubería. Los resortes 98 y 100 también se comprimen entre el cuerpo de válvula 34 y los segmentos 12 y 14 (véanse también las figuras 20 y 21), así como los resortes de base 108 cuando están presentes (véase la figura 17). Al mismo tiempo, las proyecciones 60, 62 dispuestas circunferencialmente en los segmentos 12 y 14 se aplican respectivamente a las porciones de lóbulo 56a y 58a (es decir, las tiras 130 en esta realización a modo de ejemplo, véanse las figuras 3 y 4). Esta aplicación comprime las porciones de lóbulo 56a y 58a entre los segmentos y la superficie exterior 36 del cuerpo de válvula 34, impidiendo la dislocación del revestimiento 52 cuando se acciona la válvula 10 y ayudando en el posicionamiento del cuerpo de válvula 34 en relación con los segmentos 12 y 14. Para efectuar la compresión de los lóbulos y de las porciones de lóbulo, los cuerpos de soporte 74 y 76 son forzados a entrar en sus cavidades 78 y 80 respectivas (véase la figura 11), moviéndose los cuerpos de soporte 74 y 76 hacia el interior, de manera que los segmentos se desprendan de los postes 74 y 76 y permiten que los segmentos 12 y 14 se acerquen uno al otro. La aplicación mecánica entre los segmentos 12 y 14 y los elementos de tubería 22 y 24 también se efectúa cuando las superficies curvadas 140 de las chavetas 136 y 138 se aplican a las superficies exteriores de los elementos de tubería, en este ejemplo aplicándose a las ranuras circunferenciales 142 de los elementos de tubería. Cuando están presentes, los dientes 84 de los cuerpos de soporte 116 y 118 (véanse las figuras 12 -14) agarran las superficies exteriores de los elementos de tubería 22 y 24 para inhibir la rotación relativa entre los elementos de tubería y la válvula 10. Como se muestra en la figura 32, la instalación está completa para este ejemplo de válvula cuando los segmentos 12 y 14 se encuentran en lo que se conoce como aplicación "almohadilla a almohadilla". En otras realizaciones a modo de ejemplo, la instalación se completa cuando los sujetadores se aprietan con un par de torsión especificado.

La instalación de la válvula 10 para formar una junta también ilustra un procedimiento de unión de los elementos de tubería en el que el cuerpo de válvula 34 está centrado y asegurado dentro del espacio central 16 definido por los segmentos 12 y 14. Este procedimiento se ilustra en las figuras 30, 31, 3 y 4. Como se muestra en las figura 30 y 31, los elementos de tubería se insertan en el espacio central 16 desde lados opuestos de la válvula 10. Los segmentos 12 y 14 se tiran hacia el espacio central 16 mediante el apriete de los miembros de conexión 18 y 20 (véase también la figura 32). Mientras se tira de los segmentos el uno hacia el otro, como se muestra en las figuras 3 y 4, las proyecciones 60 y 62 dispuestas circunferencialmente se ponen en contacto con el cuerpo 34 de la válvula. La aplicación en este ejemplo es por contacto circunferencial entre las proyecciones 60 y 62 y el cuerpo de válvula 34, entendiéndose que si las proyecciones 60, 62 fueran intermitentes como en la realización a modo de ejemplo de la figura 2A, entonces el contacto entre las proyecciones y las ranuras también sería intermitente. El centrado y aseguramiento del cuerpo de válvula 34 dentro del espacio central 16 se efectúa mediante la aplicación de las proyecciones 60 y 62 con las ranuras circunferenciales 64 y 66 respectivas del cuerpo de válvula. La aplicación en este ejemplo es por contacto circunferencial entre las proyecciones 60, 62 y sus ranuras 64 y 66 respectivas, entendiéndose que si las proyecciones 60, 62 fueran intermitentes como en la realización a modo de ejemplo de la figura 2A, entonces el contacto entre las proyecciones y las ranuras también sería intermitente.

Se espera que las válvulas que comprenden las juntas de acuerdo con la invención proporcionen una mayor eficiencia para la formación de juntas, proporcionando así una ventaja significativa para la instalación inicial y el mantenimiento de las redes de tuberías.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una junta para una válvula que tiene un miembro de cierre de válvula, comprendiendo dicha junta:

un revestimiento (52, 156) hecho de un material flexible y resistente, y dicho revestimiento (52, 156) comprende un primer anillo (54) que tiene una superficie interior (54a) que rodea un orificio (40), acoplándose dicha superficie interior en obturación a dicho miembro de cierre de válvula;

caracterizada por

unos lóbulos primero (56, 164) y segundo (58, 166) situados en lados opuestos de dicho primer anillo (54), extendiéndose dichos lóbulos (56, 58, 164, 166) circunferencialmente alrededor de dicho primer anillo (54) y proyectándose en direcciones opuestas entre sí a lo largo y hacia un eje (53) coaxial con dicho orificio (40); en la que cada uno de dichos lóbulos comprende una banda (122) que tiene un primer borde (124) unido a dicho primer anillo (54) y un segundo borde (126) dispuesto de forma opuesta que comprende una superficie de obturación (128) que está orientada hacia dicho eje.

2. La junta de acuerdo con la reivindicación 1, en la que cada una de dichas bandas (122) tiene una forma de sección transversal curvada.

3. La junta de acuerdo con la reivindicación 1, en la que cada una de dichas bandas está orientada angularmente con respecto a dicho eje (53).

4. La junta de la reivindicación 1, que comprende, además:

una primera tira (130) que tiene un primer borde (132) unido a dicho primer anillo (54) adyacente a dicha primera banda;

una segunda tira (130) que tiene un segundo borde (132) unido a dicho primer anillo (54) adyacente a dicha segunda banda; en la que

dichas tiras (130) primera y segunda se extienden circunferencialmente alrededor de dicho primer anillo (54) y se proyectan entre sí.

5. La junta de acuerdo con la reivindicación 4, en la que dichas tiras primera y segunda se proyectan paralelas a dicho eje.

6. Una junta para una válvula que tiene un miembro de cierre de válvula, comprendiendo dicha junta:

un revestimiento (156) y una cubierta (158) ambos hechos de un material flexible y resistente;

caracterizada porque

dicha cubierta (158) comprende un anillo (162) que forma parte del revestimiento (156) y en la que el anillo (162) tiene unos lóbulos primero (164) y segundo (166) situados en lados opuestos y que se proyectan en direcciones opuestas entre sí a lo largo y hacia un eje (53) coaxial con dicho orificio (40);

en la que cada uno de dichos lóbulos comprende una banda (122) que tiene un primer borde (124) unido a dicho anillo (162) y un segundo borde (126) dispuesto de forma opuesta que comprende una superficie de obturación (128) orientada hacia dicho eje.

7. La junta de acuerdo con la reivindicación 1 o 6, en la que dicho revestimiento (156) y/o dicha cubierta (158) están hechos de elastómeros o uretanos.

8. La junta de acuerdo con las reivindicaciones 6 a 7, en la que dicho primer lóbulo (164) tiene una primera superficie de lóbulo (164a) que está orientada hacia una primera superficie lateral (116) de un canal (114); y dicho segundo lóbulo (166) tiene una segunda superficie de lóbulo (166a) que está orientada hacia una segunda superficie lateral (118).

9. La junta de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dichas superficies de lóbulo (164a) y (166a) están orientadas angularmente con respecto a las superficies laterales (116) y (118) respectivas del canal (114).

10. La junta de acuerdo con la reivindicación 9, en la que dichos ángulos de orientación (172) de 10° a 30°.

11. La junta de acuerdo con la reivindicación 10, en la que dicho ángulo de orientación es de aproximadamente 20°.

12. La junta de acuerdo con la reivindicación 8, en la que dicha cubierta (158) tiene una anchura (174) entre las superficies de lóbulo primera y segunda (164a) y (166a) y dicha anchura (174) es más ancha que la distancia más ancha (176) entre las superficies laterales primera y segunda (116) y (118).